Selección experimental de microorganismos.Una nueva biotecnología para el reciclado de elementos clave y basura electrónica

Resumen

La acumulación de basura electrónica y la extracción de metales críticos son una fuente de contaminación creciente en todo el planeta. La recuperación de metales a partir de residuos es una necesidad y los residuos metálicos pueden convertirse en fuente de materias primas indispensables para el material tecnológico de última generación, evitando su acumulación en los ecosistemas terrestres y acuáticos. Los microorganismos son responsables del reciclaje en todos los ecosistemas del planeta. En los ecosistemas acuáticos las microalgas representan el 90% de la producción primaria del planeta y son unos organismos extraordinarios: unicelulares, haploides, fotosintéticos, con tiempos de generación cortos y organizados en grandes poblaciones siendo responsables de algunos de los ciclos biogeoquímicos más importantes. Son organismos muy antiguos y diversos adaptados a todo tipo de ambientes, capaces de degradar numerosas sustancias y de capturar metales. Objetivos Comprender los mecanismos evolutivos y las dinámicas de población de microorganismos (microalgas y bacterias), así como posibilidades de captura y reciclaje del Sm y otros elementos residuales de alto valor añadido. Implementar nuevas técnicas de mejora de microalgas y consorcios bacterianos para la captura y reciclaje de elementos indispensables de la industria tecnológica. Proponer modelos experimentales para la biorremediación ambiental y la captura y reciclaje de elementos críticos. Resultados y Síntesis Utilizando microalgas de la especie Chlamydomonas reinhartdii, hemos estudiado su captura de Sm, un elemento clave en la industria tecnológica de última generación que puede servir como modelo para otras tierras raras, y mejorado esa captura de Sm. Hemos obtenido 13 cepas resistentes a este elemento y analizado sus fenotipos en busca de nuevos parámetros que permitan una mejor selección de microalgas para la captura de Sm. Hemos probado un sistema de mejora de esta especie para la captura de Sm seleccionando fenotípicamente las células que se sumergían más rápido tras la exposición al Sm. Gracias a un procedimiento secuencial con microorganismos extremófilos aislados y mejorados hemos obtenido un biolixiviado bacteriano del que hemos capturado metales de sólidos procedentes de una planta de residuos. Conclusiones El análisis de fluctuación permite seleccionar C. reinhardtii resistentes a altas concentraciones de Sm a un pH ácido (pH¿3). La resistencia al Sm no siempre incrementa la capacidad de capturar de Sm. Una selección por caída optimiza la captura de Sm, obteniendo células de menor tamaño. Podemos capturar más Sm con células esféricas menores. Por tanto, la combinación de ambos procedimientos experimentales (fluctuación y caída) sería una buena forma de obtener resistentes con una capacidad mejorada para la biocaptura de Sm. La utilización de microorganismos seleccionados y mejorados puede ayudar en el tratamiento de residuos con alto contenido en metales. Consorcios bacterianos disuelven metales de residuos y posteriormente, diferentes especies de microalgas pueden presentar distintos perfiles de captura partiendo del mismo residuo, siendo la pared celular uno de los factores importantes en esta captura